Способ определения устойчивости вертикальной позы человека

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения устойчивости вертикальной позы. Цель изобретения - повышение точности способа за счет выявления физиологических механизмов нарушения устойчивости вертикальной позы и возможность количественной их оценки. Сущность изобретения заключается в том, что производят амплитудно-частотный анализ колебаний области дорсальной поверхности крестца при двуопорном и одноопорном стоянии, определяют мощность спектра в полосе частот до 12 Гц и в полосе выше 12 Гц, по сравнению мощностей спектра в этих полосах с нормой определяют устойчивость вертикальной позы. В случае, если мощность хотя бы в одном из диапазонов в одном из тестов превышает норму, то вертикальную позу оценивают как неустойчивую. Положительный эффект: способ дает возможность точно определить устойчивость вертикальной позы, выявить и количественно оценить физиологические механизмы, обеспечивающие поддержание вертикальной позы.

Изобретение относится к медицине, в частности к способам оценки устойчивости вертикальной позы человека.

Необходимость оценки устойчивости вертикальной позы человека часто возникает в травматологии, ортопедии, неврологии, физиологии труда, спортивной и космической медицине.

Известны различные способы оценки устойчивости вертикальной позы человека, например тензометрическая стабилография, позициография, тонография, динамометрическое определение устойчивости. Однако указанные способы не учитывают колебания тела человека, направленные на поддержание вертикальной позы, и поэтому отклонение устойчивости вертикальной позы от нормы определяется не точно.

В качестве прототипа выбран способ акселерометрической стабилографии.

Способ осуществляют следующим образом: на тело человека на область дорсальной поверхности крестца при помощи поясного ремня укрепляют пьезоакселерометрический датчик ТПА-3, ориентированный в пространстве таким образом, чтобы его оси соответствовали фронтальной, сигиттальной и трансверсальной осям колебаний тела. Обследуемый сохраняет тестовые позы: одноопорную и двуопорную. при этом выходные сигналы датчика усиливаются и поддаются на интегратор. Интегратор вычисляет средний модуль ускорения за время теста для каждого направления. Полученные величины сравниваются с нормой, и по сравнению с нормой определяют отклонение устойчивости вертикальной позы от нормы.

Недостатком этого способа является то, что способ оценивает устойчивость вертикальной позы по интегративному, косвенному показателю - среднему модулю ускорения за время теста в определенном направлении, и не позволяет точно оценить устойчивость вертикальной позы.

Способ не учитывает характер движения области крестца в процессе поддержания вертикальной позы. Поддержание вертикальной позы осуществляется различными физиологическими механизмами. Их работа проявляется в наличии в движении дорсальной поверхности крестца различных спектральных частот. Вклад этих частот в интегральную характеристику сигнала различен. Изменение спектральной мощности сигнала в полосе в несколько раз может фактически не изменить средний модуль сигнала за время теста, т.к. изначальная амплитуда (мощность) высокочастотной части сигнала невелика по сравнению с низкочастотной. Кроме того, по интегральной характеристике невозможно судить, какой физиологический механизм (высокочастотный или низкочастотный) поврежден и насколько.

Целью изобретения является повышение точности способа за счет выявления физиологических механизмов нарушения устойчивости вертикальной позы и возможности количественной их оценки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем регистрацию и анализ ускорения области дорсальной поверхности крестца во фронтальном и сагиттальном направлениях при двуопорном и одноопорном стоянии, производят амплитудно-частотный анализ полученных сигналов, определяют мощность спектра в полосе частот до 12 Гц и в полосе выше 12 Гц и по сравнению мощностей спектра в этих полосах с нормой определяют отклонение устойчивости вертикальной позы от нормы.

Обследование 56 здоровых человек показало, что в норме эти величины имеют следующее среднее значение (Гц М/с² 10^-3). АФ = 4,0, АПФ = 4,5 АЛФ = 4,5 ВФ = 2,5, ВПФ = 3,0 ВЛФ = 3,0 АС = 3,5, АПС = 5,0 АЛС = 5,0 ВС = 2,0, ВПС = 3,5 ВЛС = 3,5 При этом дисперсия этих величин не превышала 0,4 ГцМ/с²10^-3 для низкочастотной полосы и 0,3 ГцМ/с²10^-3 для высокочастотной полосы. Величины, полученные в процессе обследования пациента, сравнивают с указанной нормой. По сравнению с нормой мощностей спектра в низкочастотной и высокочастотной полосах определяют отклонение устойчивости вертикальной позы от нормы, ее количественное значение. При этом, если мощность в одном из диапазонов при одном из тестов превышает норму, то вертикальную позу оценивают неустойчивой.

Способ осуществляют следующим образом. Пациенту на область поверхностного залегания кости дорсальной поверхности крестца прикрепляют при помощи поясного ремня двухкоординатный пьезоакселерометрический датчик. Датчик ориентирован так, что его рабочие оси совпадают с сагиттальным и фронтальным направлениями колебаний тела. Пациент сохраняет двуопорную вертикальную позу: пятки вместе, носки врозь под углом 45^о. Обследуемый задерживает дыхание на 15-20 с. В это время входные сигналы датчика усиливают и обрабатывают анализатором спектра СК4-72/2. Вычисляют: АФ - мощность спектра во фронтальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВФ - мощность спектра во фронтальном направлении в полосе выше 12 Гц АС - мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВС - мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе выше 12 Гц Пациента ставят на подставку высотой 10 см правой ногой, при этом левая нога свободно висит. Обследуемый задерживает дыхание на 15-20 с. В это время выходные сигналы датчика усиливаются и обрабатывают анализатором. Вычисляют: АПФ - мощность спектра во фронтальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВПФ - мощность спектра во фронтальном направлении в полосе выше 12 Гц АПС - мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВПС - мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе выше 12 Гц Пациента ставят на подставку левой ногой, правая свободно висит. Обследуемый задерживает дыхание на 15-20 с. В это время выходные сигналы датчика усиливаются и обрабатываются анализатором. Вычисляют: АЛФ - мощность спектра во фронтальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВЛФ - мощность спектра во фронтальном направлении в полосе выше 12 Гц АЛФ - мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВЛС - мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе выше 12 Гц Примеры конкретного выполнения.

Пациент А. Диагноз - правосторонний коксартроз.

Пациенту на область поверхностного залегания кости дорсальной поверхности крестца прикрепляют при помощи поясного ремня двухкоординатный пьезоакселерометрический датчик. Он ориентирован так, что его рабочие оси совпадают с сагиттальным и фронтальным направлениями колебаний тела. Пациент сохраняет двухопорную вертикальную позу, при этом его пяти пятки находятся вместе, носки врозь под углом 45о. Обследуемый задерживает дыхание на 20 с. В это время выходные сигналы датчика усиливают и обрабатывают анализатором спектра СК4-72/2. Вычисляется (ГцМ/с²10^-3). АФ = 3,7 мощность спектра во фронтальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВФ = 2,0 мощность спектра во фронтальном направлении в полосе выше 12 Гц АС = 3,7 мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВС = 2,3 мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе выше 12 Гц Пациента ставят на подставку высотой 10 см правой ногой, при этом левая нога свободно висит. Обследуемый задерживает дыхание на 20 с. В это время выходные сигналы датчика усиливаются и обрабатываются анализатором спектра.

Вычисляют: АПФ = 10,2 мощность спектра во фронтальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВПФ = 7,4 мощность спектра во фронтальном направлении в полосе выше 12 Гц АПС = 13,6 мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе ниже 12 Гц Пациента устанавливают на подставку левой ногой, правая свободно висит. Обследуемый задерживает дыхание на 20 с. В это время выходные сигналы датчика усиливаются и обрабатывают анализатором спектра.

Вычисляют: АЛФ = 4,7 мощность спектра во фронтальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВЛФ = 3,3 мощность спектра во фронтальном направлении в полосе выше 12 Гц АЛС = 4,7 мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе ниже 12 Гц ВЛС = 3,8 мощность спектра в сагиттальном направлении в полосе выше 12 Гц Сравнивают полученные величины с нормой. Вывод: поза является неустойчивой, т. к. у пациента при стоянии на правой ноге имеется резкое снижение устойчивости во фронтальном и сагиттальном направлении в низкочастотной и высокочастотной полосах спектра.

Пациент Р. Диагноз - ложный сустав шейки правой бедренной кости.

Проведенное обследование показало, что: АФ= 3,4 АПФ = 3,9 АЛФ= 3,8 ВФ= 2,0 ВПФ = 3,0 ВСФ= 2,9
АС = 3,4 АПС = 5,4 АЛС = 5,6
ВС = 1,9 ВПС = 9,6 ВЛС = 3,3
Полученные величины сравнили с нормой. Вывод: поза является неустойчивой, т.к. у пациента при стоянии на правой ноге имеется снижение устойчивости в сагиттальном направлении в высокочастотной полосе спектра.

Пациент Х. Диагноз - двусторонний коксартроз. Проведенное обследование показало, что:
АФ = 9,7 АПФ = 14,1 АЛФ = 7,3
ВФ = 5,1 ВПФ = 7,0 ВСФ = 5,7
АС = 6,2 АПС = 5,9 АЛС = 9,6
ВС = 2,9 ВПС = 4,9 ВЛС = 5,1
Вывод: поза является неустойчивой, т. к. у пациента имеется резкое снижение устойчивости при двуопорном стоянии во фронтальном и сагиттальном направлениях в высокочастотной и низкочастотной областях спектра.

Пациент И. Диагноз - ложный сустав шейки правой бедренной кости, состояние после эндопротезирования двухполюсным эндопротезом.

Результаты обследования:
АФ = 3,9 АПФ = 8,4 АЛФ = 5,2
ВФ = 2,4 ВПФ = 7,2 ВЛФ = 2,7
АС = 3,9 АПС = 9,6 АЛС = 5,1
ВС = 3,6 ВПС = 7,0 ВЛС = 3,4
Вывод: поза является неустойчивой, т.к. у пациента имеется снижение устойчивости при двуопорном стоянии в сагиттальном направлении в высокочастотном диапазоне и резкое снижение устойчивости при стоянии на правой ноге во фронтальном и сагиттальном направлении в высокочастотной и низкочастотной полосах спектра.

Пациент П. Диагноз - двусторонний коксартроз.

Результаты обследования:
АФ = 4,6 АПФ = 4,3 АПФ = 4,2
ВФ = 3,1 ВПФ = 3,0 ВЛФ = 3,4
АС = 3,7 АПС = 7,3 ААС = 6,0
ВС = 2,1 ВПС = 4,0 ВСС = 4,0
Вывод: поза является неустойчивой за счет снижения устойчивости вертикальной позы на левой ноге во фронтальном и сагиттальном направлениях в низкочастотной и высокочастотной полосах спектра и снижения устойчивости на правой ноге в сагиттальном направлении в низкочастотной полосе.

Способ определения устойчивости вертикальной позы человека дает возможность точно оценить отклонение устойчивости от нормы. Это стало возможно благодаря тому, что движение дорсальной поверхности крестца наиболее точно отражает движения туловища, направленные на поддержание вертикальной позы. А проведение амплитудно-частотного анализа сигнала, характеризующего ускорение области дорсальной поверхности крестца, позволяет выявить высокочастотный и низкочастотный физиологические механизмы, обеспечивающие поддержание вертикальной позы и количественно оценить их отклонение от нормы при движении области дорсальной поверхности крестца во фронтальном и сагиттальном направлениях.

Использование способа при обследовании более 100 больных с травмами и заболеваниями ОДС показало, что он позволяет точно оценить устойчивость вертикальной позы человека, проконтролировать динамику восстановления функций нижних конечностей, оценить эффективность проводи- мого консервативного и хирургического лечения.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОЗЫ ЧЕЛОВЕКА, включающий регистрацию и анализ колебаний области крестца во фронтальном и сагиттальном направлениях при двуопорном и одноопорном стоянии, отличающийся тем, что проводят амплитудно-частотный анализ полученных сигналов, при этом определяют мощность спектров в полосах частот до 12 Гц и выше, и если мощность хотя бы в одном из диапазонов в одном из тестов превышает норму, то вертикальную позу оценивают как неустойчивую.